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农业地膜残留污染现状及防治措施

2019-12-30方昭

绿色科技 2019年22期
关键词:残留防治污染

摘要:指出了随着近年来地膜覆盖技术的大量推广使用,在为我国农业生产带来巨大经济效益的同时地膜残留的危害也日益突出,严重制约了我国农业生产与生态环境的可持续发展。在查阅大量文献的基础上,对我国农业地膜使用及残留现状、地膜对土壤、农作物的危害进行了分析,提出了农用地膜残留污染的防治措施与对策,旨在农业生态系统地膜残留污染监管和治理提供科学依据和技术支撑。

关键词:农用地膜;残留;污染;防治

中图分类号:X131 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2019)22-0113-02

1 引言

20世纪80年代开始,随着塑料工业的发展,地膜覆盖技术的引进为我国农业生产带来了巨大效益,成为我国农业生产栽培的重要技术之一。地膜覆盖技术由于具有显著的集雨、蓄水、增温、保墒等作用而被大面积推广应用,为我国农业发展、粮食增产、农业增效、农民增收做出了重要贡献。同时地膜残留的危害也日益突出,对我国农业可持续发展构成威胁。我国农用地膜以聚乙烯为主要成分,难以收集及降解,在土壤中可以残留200~400年。我国作为农业大国,耕地面积广阔,地膜覆盖使用量和使用面积逐年攀升,但地膜残留长期会引起土壤质量退化,造成作物减产;另外,地膜分解产生的邻苯二甲酸酷类有机污染物还会通过食物链富集作用对人类健康造成危害。因此,积极开展地膜残留使用现状、危害及其防治措施研究对促进农业生产、改善土壤环境、保障生态安全具有重要意义。

2 我国地膜农业应用及残留现状

2.1 地膜的农业应用范围广

地膜覆盖技术自1970年引入我国后,对我国农业生产方式和区域种植方式产生巨大影响。地膜覆盖技术的应用推广使我国农业产量和效益大幅度提高。相较于欧美发达国家,我国农用地膜应用虽然起步晚,但发展迅速,地膜使用面积和应用范围逐渐扩大,已经成为地膜覆盖栽种大国,其中应用面积较大的有玉米、棉花、蔬菜和薯类。根据1998~2015年我国农膜覆盖面积和使用量统计数据发现,我国地膜覆盖面积和使用量呈现逐年攀升态势,其中,地膜使用量从1998年的67.2万t增加到2015年的145.5万t,增幅达2倍以上。统计也表明,我国地膜覆盖面积从1998年的1.0万hm2增加到2015年的1.8万hm2,其中在2011年我国地膜覆盖面积达到最高为1.9万hm2。另外,据《中国农村统计年鉴2018》数据显示,2017年我国农用地膜使用量排名前三的地区是新疆自治区、山东省、甘肃省,分别是21.9万t、11.4万t、10.8万t。地膜覆盖应用也从经济作物扩展到了粮食作物,应用面积比较大的有玉米、蔬菜、棉花和薯类。

2.2 地膜的残留现状

我国农用地膜以聚乙烯为主要成分,通常难以收集和降解,在土壤中可以残留200~400年。研究表明残留在土壤中的地膜主要分布于耕作层,其中0~10cm土层中地膜残留量占2/3左右,其余分布在10~30cm土層,而40cm土层以下少有分布。研究表明地膜残留分布在不同地区、种植作物及不同覆膜方式间存在差异。其中新疆地区棉田土壤残膜量约为265.3kg/hm2,地膜残留量居全国之首,而甘肃、内蒙古、东北、山西、河北部分地区棉田土壤平均残膜量在100kg/hm2以上。张丹等对华北地区地膜残留的研究表明土壤耕层地膜残留分布范围为0.2~82.2kg/hm2,均值为26.8kg/hm2;苏国樟等研究发现贵州省毕节市0~25cm土层烟地中的残膜量为194.3kg/hm2。可见,我国农用地膜残留量随地膜覆盖面积和使用量逐渐增加,地膜残留污染治理问题刻不容缓。

3 地膜残留的危害

3.1 地膜残留对农田土壤环境的影响

地膜残留对土壤环境的主要危害表现在土壤理化性状的破坏、水肥运移特性的转变和土壤生物活性的降低。一般来说,残留在土壤表层会改变土壤结构,切断土壤孔隙的连续性,阻碍农田土壤水分运动。研究表明随着土壤中残膜量增加,土壤容重不断增大,土壤孔隙率减小。由于土壤地膜残留会导致土壤水分人渗受阻,进而会引起土壤pH值上升,碱解氮、速效磷、有机质等含量呈下降趋势。另外,研究还发现地膜残留碎片对土壤中微生物群落也影响,土壤中地膜碎片的存在导致残膜表面微生物活性随残膜量的增加而降低,土壤微生物活性降低会进一步引起土壤肥力水平下降、土壤板结等问题。

3.2 地膜残留对农作物生长发育及产t的影响

土壤中地膜残留会对作物生长发育和产量产生重要影响。多数研究表明地膜残留大多分布于0~30cm土壤耕作层,而农作物播种深度一般在地下10cm左右,土壤中残膜分布于种子周围或将种子包裹覆盖,使种子因为吸水障碍、残膜阻隔等原因无法正常发芽,使作物烂芽率、出苗率及根系畸形率大大增加。大量研究结果也表明当土壤地膜残留量达到一定数量时会引起作物生产环境恶化和生长发育减缓,进而造成农作物减产。辛静静等对玉米出苗率的研究发现,当残膜量为360kg/hm2和720kg/hm2时,与对照相比玉米分别减产12.4%和15.6%。董合干等对新疆棉花的研究发现当残膜量达1000kg/hm2,与对照相比棉花的成苗率和产量分别下降15.5%和18.0%。另外,研究还发现当土壤中残膜量高于360kg/hm2时,小麦的单株分孽、叶片数、根数均减少。

4 农用地膜污染的防治措施与对策

4.1 加大农用地膜回收管理

针对我国农用地膜类型多样、污染残留量大、范围广等特点,地膜回收工作开展应注意以下两方面:①鼓励相关科研机构研发残膜回收机械的研制,促进和提高残膜的回收,利用减轻农民工作负担。②政府应出台相关的农用地膜管理规定或地方性法规,加强地膜管理,规范生产、销售和使用,杜绝不合格地膜上市流通和使用,同时对废旧地膜的回收提供政策上支持和经济上的扶持。

4.2 大力推广新型环保可降性地膜

普通农用地膜通常以聚乙烯为主要成分,难以收集及降解,因此大力推广新型环保可降性地膜对于应对土地“白色污染”和环境污染具有重要意义。目前新型环保地膜的种类主要有光降解、生物降解和光一生物双降解地膜、液态地膜、纸地膜和麻地膜等。但新型生物可降解性地膜生产工艺复杂,成本相对与普通地膜较高,因此在市场应用上国家和政府部门应提供政策性补贴和相关产业扶持力度,促进农业实现可持续性发展。

4.3 示范推广揭膜种植

掌握好农时,确定作物合理揭膜时期,大力推广适期揭膜技术。针对不同地区不同植物的生长周期,确定作物的最佳揭膜时间,充分利用薄膜的覆盖作用,同时还能有效缓解残膜对土壤及环境带来的污染。适期揭膜,地膜尚未老化不易破碎、膜上没有淤泥,很容易将膜揭掉,省力省工,不仅使地膜的回收率提高,而且还能使作物增產。

4.4 加强宣传引导

土地是农民的生存之源、发展之本和生活保障,因此必须重视对农民的宣传教育和引导工作。充分利用广播、网络、横幅标语、散发宣传资料及科技下乡等形式,向农民大众讲解长期土地覆膜残留对农作物生长以及生态环境的危害,提高农民的环境保护意识和责任意识,增强农民回收土地残膜的积极性。

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收稿日期;2019-09-29

作者简介:方昭(1992-),男,助理工程师,硕士,主要从事退化及未利用土地整治技术研究。

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